特許 7612451 リンク作動装置及び原点位置決め方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-12-27

(45)【発行日】2025-01-14

(54)【発明の名称】リンク作動装置及び原点位置決め方法

(51)【国際特許分類】

   F16H 21/54 20060101AFI20250106BHJP

【ＦＩ】

F16H21/54

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2021028730

(22)【出願日】2021-02-25

(65)【公開番号】P2022129875

(43)【公開日】2022-09-06

【審査請求日】2024-01-26

(73)【特許権者】

【識別番号】000102692

【氏名又は名称】ＮＴＮ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 直彦

【審査官】鷲巣 直哉

(56)【参考文献】

【文献】中国特許出願公開第１０５７８９８９２（ＣＮ，Ａ）

【文献】特開２０１９－２１１０４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０３－２２３６８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１５３４９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－２２９１９８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｈ ２１／５４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

球面リンク機構と、
原点位置決め部材とを備え、
前記球面リンク機構は、基端リンクハブと、先端リンクハブと、複数のリンクと、複数の中間リンクハブとを有し、
前記複数のリンクの各々は、第１端部リンク部材と、第２端部リンク部材と、中間リンク部材とを含み、
前記第１端部リンク部材は、前記第１端部リンク部材の一方端において、第１回転軸回りに回転可能に前記基端リンクハブに連結されており、
前記第２端部リンク部材は、前記第２端部リンク部材の一方端において、第２回転軸回りに回転可能に前記先端リンクハブに連結されており、
前記中間リンク部材は、前記中間リンク部材の一方端において第３回転軸回りに回転可能に前記第１端部リンク部材の他方端に連結されているとともに前記中間リンク部材の他方端において第４回転軸回りに前記第２端部リンク部材の他方端に連結されており、
前記基端リンクハブの中心軸線である第１中心軸線、前記第１回転軸及び前記第３回転軸は、第１球面リンク中心点において交わっており、
前記先端リンクハブの中心軸線である第２中心軸線、前記第２回転軸及び前記第４回転軸は、第２球面リンク中心点において交わっており、
前記複数の中間リンクハブの各々は、前記複数のリンクの各々の前記中間リンク部材に接続されており、
前記複数の中間リンクハブの各々は、前記第１球面リンク中心点及び前記第２球面リンク中心点を通る第５回転軸回りに回転可能に互いに連結されており、
前記原点位置決め部材は、前記先端リンクハブが原点位置にある際に前記複数の中間リンクハブのうちの２つ以上を前記第５回転軸回りに相互に回転不能にする、リンク作動装置。

【請求項2】

前記複数の中間リンクハブの各々は、連結部と、ビーム部とを含み、
前記ビーム部は、前記ビーム部の一方端において前記連結部に接続されているとともに前記ビーム部の他方端において前記中間リンク部材に接続されており、
前記連結部の中央には、前記第５回転軸の方向に沿って前記連結部を貫通している第１貫通穴が形成されており、
前記複数の中間リンクハブの各々の前記連結部は、前記第１貫通穴が相互に重なり、かつ前記第５回転軸回りに相互に回転可能に連結されており、
前記原点位置決め部材は、前記先端リンクハブが原点位置にある際に前記複数の中間リンクハブの各々の前記第１貫通穴に挿入される、請求項１に記載のリンク作動装置。

【請求項3】

前記複数の中間リンクハブの各々は、連結部と、ビーム部とを含み、
前記ビーム部は、前記ビーム部の一方端において前記連結部に接続されているとともに前記ビーム部の他方端において前記中間リンク部材に接続されており、
前記連結部の中央からずれた位置には、前記第５回転軸の方向に沿って前記連結部を貫通している第２貫通穴が形成されており、
前記複数の中間リンクハブの各々の前記連結部は、前記先端リンクハブが原点位置にある際に前記第２貫通穴が相互に重なり、かつ前記第５回転軸回りに相互に回転可能に連結されており、
前記原点位置決め部材は、前記先端リンクハブが原点位置にある際に前記複数の中間リンクハブの各々の前記第２貫通穴に挿入される、請求項１に記載のリンク作動装置。

【請求項4】

前記基端リンクハブには、前記第１中心軸線の方向に沿って前記基端リンクハブを貫通している第３貫通穴が形成されており、
前記先端リンクハブには、前記第２中心軸線の方向に沿って前記先端リンクハブを貫通している第４貫通穴が形成されており、
前記複数の中間リンクハブの各々の前記第２貫通穴、前記第３貫通穴及び前記第４貫通穴は、前記先端リンクハブが原点位置にある際に相互に重なる位置にあり、
前記原点位置決め部材は、前記先端リンクハブが原点位置にある際に前記複数の中間リンクハブの各々の前記第２貫通穴、前記第３貫通穴及び前記第４貫通穴に挿入される、請求項３に記載のリンク作動装置。

【請求項5】

前記複数の中間リンクハブの各々の前記連結部は、前記複数のリンクの外側に配置されている、請求項３に記載のリンク作動装置。

【請求項6】

前記第２貫通穴は、前記連結部の外周面に形成されているスリットである、請求項５に記載のリンク作動装置。

【請求項7】

前記原点位置決め部材は、前記球面リンク機構から着脱可能である、請求項１～請求項６のいずれか１項に記載のリンク作動装置。

【請求項8】

前記原点位置決め部材は、前記球面リンク機構に保持されている、請求項１～請求項６のいずれか１項に記載のリンク作動装置。

【請求項9】

球面リンク機構と、
光源と、
前記光源からの光を受光する検出器とを備え、
前記球面リンク機構は、基端リンクハブと、先端リンクハブと、複数のリンクと、複数の中間リンクハブと有し、
前記複数のリンクの各々は、第１端部リンク部材と、第２端部リンク部材と、中間リンク部材とを有し、
前記第１端部リンク部材は、前記第１端部リンク部材の一方端において、第１回転軸回りに回転可能に前記基端リンクハブに連結されており、
前記第２端部リンク部材は、前記第２端部リンク部材の一方端において、第２回転軸回りに回転可能に前記先端リンクハブに連結されており、
前記中間リンク部材は、前記中間リンク部材の一方端において第３回転軸回りに回転可能に前記第１端部リンク部材の他方端に連結されているとともに前記中間リンク部材の他方端において第４回転軸回りに前記第２端部リンク部材の他方端に連結されており、
前記基端リンクハブの中心軸線である第１中心軸線、前記第１回転軸及び前記第３回転軸は、第１球面リンク中心点において交わっており、
前記先端リンクハブの中心軸線である第２中心軸線、前記第２回転軸及び前記第４回転軸は、第２球面リンク中心点において交わっており、
前記複数の中間リンクハブの各々は、前記複数のリンクの各々の前記中間リンク部材に接続されており、
前記複数の中間リンクハブの各々は、前記第１球面リンク中心点及び前記第２球面リンク中心点を通る第５回転軸回りに回転可能に互いに連結されており、
前記複数の中間リンクハブの各々は、連結部と、ビーム部とを含み、
前記ビーム部は、前記ビーム部の一方端において前記連結部に接続されているとともに前記ビーム部の他方端において前記中間リンク部材に接続されており、
前記連結部の中央からずれた位置には、前記第５回転軸の方向に沿って前記連結部を貫通している第２貫通穴が形成されており、
前記複数の中間リンクハブの各々の前記連結部は、前記先端リンクハブが原点位置にある際に前記第２貫通穴が相互に重なり、かつ前記第５回転軸回りに相互に回転可能に連結されており、
前記基端リンクハブには、前記第１中心軸線の方向に沿って前記基端リンクハブを貫通している第３貫通穴が形成されており、
前記先端リンクハブには、前記第２中心軸線の方向に沿って前記先端リンクハブを貫通している第４貫通穴が形成されており、
前記複数の中間リンクハブの各々の前記第２貫通穴、前記第３貫通穴及び前記第４貫通穴は、前記先端リンクハブが原点位置にある際に相互に重なる位置にあり、
前記光は、前記先端リンクハブが原点位置にある際に、前記複数の中間リンクハブの各々の前記第２貫通穴、前記第３貫通穴及び前記第４貫通穴を通過して前記検出器により受光される、リンク作動装置。

【請求項10】

原点位置決め方法であって、
球面リンク機構、原点位置決め部材及び駆動源を有するリンク作動装置を準備する工程を備え、
前記球面リンク機構は、基端リンクハブと、先端リンクハブと、複数のリンクと、複数の中間リンクハブとを有し、
前記複数のリンクの各々は、第１端部リンク部材と、第２端部リンク部材と、中間リンク部材とを含み、
前記第１端部リンク部材は、前記第１端部リンク部材の一方端において、第１回転軸回りに回転可能に前記基端リンクハブに連結されており、
前記第２端部リンク部材は、前記第２端部リンク部材の一方端において、第２回転軸回りに回転可能に前記先端リンクハブに連結されており、
前記中間リンク部材は、前記中間リンク部材の一方端において第３回転軸回りに回転可能に前記第１端部リンク部材の他方端に連結されているとともに前記中間リンク部材の他方端において第４回転軸回りに前記第２端部リンク部材の他方端に連結されており、
前記基端リンクハブの中心軸線である第１中心軸線、前記第１回転軸及び前記第３回転軸は、第１球面リンク中心点において交わっており、
前記先端リンクハブの中心軸線である第２中心軸線、前記第２回転軸及び前記第４回転軸は、第２球面リンク中心点において交わっており、
前記複数の中間リンクハブの各々は、前記複数のリンクの各々の前記中間リンク部材に接続されており、
前記複数の中間リンクハブの各々は、前記第１球面リンク中心点及び前記第２球面リンク中心点を通る第５回転軸回りに回転可能に互いに連結されており、
前記原点位置決め方法は、
前記原点位置決め部材により、前記先端リンクハブが原点位置にある際に前記複数の中間リンクハブのうちの２つ以上を前記第５回転軸回りに相互に回転不能にする工程と、
前記駆動源により、前記複数のリンクの各々に予圧を行う工程と、
前記複数のリンクに前記予圧が行われた状態で、前記複数のリンクの各々の位置、前記駆動源から前記複数のリンクの各々に加わっているトルク及び前記駆動源の動作量のうちの少なくともいずれかを出力又は記録する工程とをさらに備える、原点位置決め方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、リンク作動装置及び原点位置決め方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特開２０１４－１１９０６９号公報（特許文献１）には、リンク作動装置が記載されている。特許文献１に記載のリンク作動装置は、球面リンク機構と、原点位置決め部材とを有している。球面リンク機構は、基端リンクハブと、先端リンクハブと、複数のリンクとを有している。複数のリンクの各々は、第１端部リンク部材及び第２端部リンク部材と、中間リンク部材とを有している。

【0003】

第１端部リンク部材は、一方端において、第１回転軸回りに回転可能に基端リンクハブに連結されている。第２端部リンク部材は、一方端において、第２回転軸回りに回転可能に先端リンクハブに連結されている。中間リンク部材は、中間リンク部材の一方端において第３回転軸回りに第１端部リンク部材の他方端に連結されているとともに、中間リンク部材の他方端において第４回転軸回りに回転可能に第２端部リンク部材の他方端に連結されている。

【0004】

第１回転軸、第３回転軸及び基端リンクハブの中心軸線（第１中心軸線）は、第１球面リンク中心点において交わっている。第２回転軸、第４回転軸及び先端リンクハブの中心軸線（第２中心軸線）は、第２球面リンク中心点において交わっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１４－１１９０６９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

基端リンクハブの中央には、第１中心軸線の方向に沿って基端リンクハブを貫通している第１貫通穴が形成されている。先端リンクハブの中央には、第２中心軸線の方向に沿って先端リンクハブを貫通している第２貫通穴が形成されている。特許文献１に記載のリンク作動装置では、原点位置決め部材を第１貫通穴及び第２貫通穴に挿入することにより、先端リンクハブの原点位置の位置決めが行われる。

【0007】

しかしながら、先端リンクハブの中央には、エンドエフェクタが取り付けられる。そのため、第１貫通穴及び第２貫通穴に原点位置決め部材を挿入して先端リンクハブの原点位置決めを行おうとすると、原点位置決め部材がエンドエフェクタと干渉することがある。

【0008】

本発明は、上記のような従来技術の問題点に鑑みてなされたものである。より具体的には、本発明は、先端リンクハブの原点位置決めに際してエンドエフェクタとの干渉を抑制することが可能なリンク作動装置及び原点位置決め方法を提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の第１の態様に係るリンク作動装置は、球面リンク機構と、原点位置決め部材とを備える。球面リンク機構は、基端リンクハブと、先端リンクハブと、複数のリンクと、複数の中間リンクハブとを有する。複数のリンクの各々は、第１端部リンク部材と、第２端部リンク部材と、中間リンク部材とを含む。第１端部リンク部材は、第１端部リンク部材の一方端において、第１回転軸回りに回転可能に基端リンクハブに連結されている。第２端部リンク部材は、第２端部リンク部材の一方端において、第２回転軸回りに回転可能に先端リンクハブに連結されている。中間リンク部材は、中間リンク部材の一方端において第３回転軸回りに回転可能に第１端部リンク部材の他方端に連結されているとともに中間リンクハブの他方端において第４回転軸回りに第２端部リンク部材の他方端に連結されている。基端リンクハブの中心軸線である第１中心軸線、第１回転軸及び第３回転軸は、第１球面リンク中心点において交わっている。先端リンクハブの中心軸線である第２中心軸線、第２回転軸及び第４回転軸は、第２球面リンク中心点において交わっている。複数の中間リンクハブの各々は、複数のリンクの各々の中間リンク部材に接続されている。複数の中間リンクハブの各々は、第１球面リンク中心点及び第２球面リンク中心点を通る第５回転軸回りに回転可能に互いに連結されている。原点位置決め部材は、先端リンクハブが原点位置にある際に複数の中間リンクハブのうちの２つ以上を第５回転軸回りに相互に回転不能にする。

【0010】

上記のリンク作動装置では、複数の中間リンクハブの各々が、連結部と、ビーム部とを含んでいてもよい。ビーム部は、ビーム部の一方端において連結部に接続されているとともに、ビーム部の他方端において中間リンク部材に接続されていてもよい。連結部の中央には、第５回転軸の方向に沿って連結部を貫通している第１貫通穴が形成されていてもよい。複数の中間リンクハブの各々の連結部は、第１貫通穴が相互に重なり、かつ第５回転軸回りに相互に回転可能に連結されていてもよい。原点位置決め部材は、先端リンクハブが原点位置にある際に複数の中間リンクハブの各々の第１貫通穴に挿入されてもよい。

【0011】

上記のリンク作動装置では、複数の中間リンクハブの各々が、連結部と、ビーム部とを含んでいてもよい。ビーム部は、ビーム部の一方端において連結部に接続されているとともに、ビーム部の他方端において中間リンク部材に接続されていてもよい。連結部の中央からずれた位置には、第５回転軸の方向に沿って連結部を貫通している第２貫通穴が形成されていてもよい。複数の中間リンクハブの各々の連結部は、先端リンクハブが原点位置にある際に第２貫通穴が相互に重なり、かつ第５回転軸回りに相互に回転可能に連結されていてもよい。原点位置決め部材は、先端リンクハブが原点位置にある際に複数の中間リンクハブの各々の第２貫通穴に挿入されてもよい。

【0012】

上記のリンク作動装置では、基端リンクハブに、第１中心軸線の方向に沿って基端リンクハブを貫通している第３貫通穴が形成されていてもよい。先端リンクハブに、第２中心軸線の方向に沿って先端リンクハブを貫通している第４貫通穴が形成されていてもよい。複数の中間リンクハブの各々の第２貫通穴、第３貫通穴及び第４貫通穴は、先端リンクハブが原点位置にある際に相互に重なる位置にあってもよい。原点位置決め部材は、先端リンクハブが原点位置にある際に複数の中間リンクハブの各々の第２貫通穴、第３貫通穴及び第４貫通穴に挿入されてもよい。

【0013】

上記のリンク作動装置では、複数の中間リンクハブの各々の連結部が、複数のリンクの外側に配置されていてもよい。上記のリンク作動装置では、第２貫通穴が、連結部の外周面に形成されているスリットであってもよい。

【0014】

上記のリンク作動装置では、原点位置決め部材が、球面リンク機構から着脱可能であってもよい。上記リンク作動装置では、原点位置決め部材が、球面リンク機構に保持されていてもよい。

【0015】

本発明の第２の態様に係るリンク作動装置は、球面リンク機構と、光源と、光源からの光を受光する検出器とを備えている。球面リンク機構は、基端リンクハブと、先端リンクハブと、複数のリンクと、複数の中間リンクハブと有する。複数のリンクの各々は、第１端部リンク部材と、第２端部リンク部材と、中間リンク部材とを有する。第１端部リンク部材は、第１端部リンク部材の一方端において、第１回転軸回りに回転可能に基端リンクハブに連結されている。第２端部リンク部材は、第２端部リンク部材の一方端において、第２回転軸回りに回転可能に先端リンクハブに連結されている。中間リンク部材は、中間リンク部材の一方端において第３回転軸回りに回転可能に第１端部リンク部材の他方端に連結されているとともに中間リンク部材の他方端において第４回転軸回りに第２端部リンク部材の他方端に連結されている。基端リンクハブの中心軸線である第１中心軸線、第１回転軸及び第３回転軸は、第１球面リンク中心点において交わっている。先端リンクハブの中心軸線である第２中心軸線、第２回転軸及び第４回転軸は、第２球面リンク中心点において交わっている。複数の中間リンクハブの各々は、複数のリンクの各々の中間リンク部材に接続されている。複数の中間リンクハブの各々は、第１球面リンク中心点及び第２球面リンク中心点を通る第５回転軸回りに回転可能に互いに連結されている。複数の中間リンクハブの各々は、連結部と、ビーム部とを含む。ビーム部は、ビーム部の一方端において連結部に接続されているとともにビーム部の他方端において中間リンク部材に接続されている。連結部の中央からずれた位置には、第５回転軸の方向に沿って連結部を貫通している第２貫通穴が形成されている。複数の中間リンクハブの各々の連結部は、先端リンクハブが原点位置にある際に第２貫通穴が相互に重なり、かつ第５回転軸回りに相互に回転可能に連結されている。基端リンクハブには、第１中心軸線の方向に沿って基端リンクハブを貫通している第３貫通穴が形成されている。先端リンクハブには、第２中心軸線の方向に沿って先端リンクハブを貫通している第４貫通穴が形成されている。複数の中間リンクハブの各々の第２貫通穴、第３貫通穴及び第４貫通穴は、先端リンクハブが原点位置にある際に相互に重なる位置にある。光源からの光は、先端リンクハブが原点位置にある際に、複数の中間リンクハブの各々の第２貫通穴、第３貫通穴及び第４貫通穴を通過して検出器により受光される。

【0016】

本発明の一態様に係る原点位置決め方法は、球面リンク機構、原点位置決め部材及び駆動源を有するリンク作動装置を準備する工程を備える。球面リンク機構は、基端リンクハブと、先端リンクハブと、複数のリンクと、複数の中間リンクハブとを有する。複数のリンクの各々は、第１端部リンク部材と、第２端部リンク部材と、中間リンク部材とを含む。第１端部リンク部材は、第１端部リンク部材の一方端において、第１回転軸回りに回転可能に基端リンクハブに連結されている。第２端部リンク部材は、第２端部リンク部材の一方端において、第２回転軸回りに回転可能に先端リンクハブに連結されている。中間リンク部材は、中間リンク部材の一方端において第３回転軸回りに回転可能に第１端部リンク部材の他方端に連結されているとともに、中間リンク部材の他方端において第４回転軸回りに第２端部リンク部材の他方端に連結されている。基端リンクハブの中心軸線である第１中心軸線、第１回転軸及び第３回転軸は、第１球面リンク中心点において交わっている。先端リンクハブの中心軸線である第２中心軸線、第２回転軸及び第４回転軸は、第２球面リンク中心点において交わっている。複数の中間リンクハブの各々は、複数のリンクの各々の中間リンク部材に接続されている。複数の中間リンクハブの各々は、第１球面リンク中心点及び第２球面リンク中心点を通る第５回転軸回りに回転可能に互いに連結されている。原点位置決め方法は、原点位置決め部材により、先端リンクハブが原点位置にある際に複数の中間リンクハブのうちの２つ以上を第５回転軸回りに相互に回転不能にする工程と、駆動源により、複数のリンクの各々に予圧を行う工程と、複数のリンクに予圧が行われた状態で、複数のリンクの各々の位置、駆動源から複数のリンクの各々に加わっているトルク及び駆動源の動作量のうちの少なくともいずれかを出力又は記録する工程とをさらに備える。

【発明の効果】

【0017】

本発明の第１の態様に係るリンク作動装置、本発明の第２の態様に係るリンク作動装置及び本発明の一態様に係る原点位置決め方法によると、先端リンクハブの原点位置決めに際してエンドエフェクタとの干渉を抑制することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】リンク作動装置１００の斜視図である。

【図2】リンク作動装置１００の正面図である。

【図3】リンク作動装置１００の側面図である。

【図4】図３のＩＶ－ＩＶにおける断面図である。

【図5】リンク作動装置１００の平面図である。

【図6】図５のＶＩ－ＶＩにおける断面図である。

【図7】リンク作動装置１００での原点位置決め方法を示す工程図である。

【図8】リンク作動装置１００Ａの斜視図である。

【図9】リンク作動装置１００Ａの正面図である。

【図10】図９のＸ－Ｘにおける断面図である。

【図11】リンク作動装置１００Ａの平面図である。

【図12】図１１のＸＩＩ－ＸＩＩにおける断面図である。

【図13】リンク作動装置１００Ｂの斜視図である。

【図14】リンク作動装置１００Ｂの正面図である。

【図15】リンク作動装置１００Ｂの平面図である。

【図16】図１４のＸＶＩ－ＸＶＩにおける断面図である。

【図17】図１５のＸＶＩＩ－ＸＶＩＩにおける断面図である。

【図18】リンク作動装置１００Ｃの斜視図である。

【図19】リンク作動装置１００Ｃの正面図である。

【図20】リンク作動装置１００Ｃの側面図である。

【図21】図１９のＸＸＩ－ＸＸＩにおける断面図である。

【図22】図２０のＸＸＩＩ－ＸＸＩＩにおける断面図である。

【図23】図２２の領域ＸＸＩＩＩにおける拡大図である。

【図24】リンク作動装置１００Ｄの斜視図である。

【図25】リンク作動装置１００Ｄの平面図である。

【図26】図２５のＸＸＶＩ－ＸＸＶＩにおける断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

本発明の実施形態の詳細を、図面を参照しながら説明する。以下の図面においては、同一又は相当する部分に同一の参照符号を付し、重複する説明は繰り返さないものとする。

【0020】

（第１実施形態）
第１実施形態に係るリンク作動装置（以下においては、「リンク作動装置１００」とする）を説明する。

【0021】

＜リンク作動装置１００の概略構成＞
図１は、リンク作動装置１００の斜視図である。図２は、リンク作動装置１００の正面図である。図３は、リンク作動装置１００の側面図である。図４は、図３のＩＶ－ＩＶにおける断面図である。図５は、リンク作動装置１００の平面図である。図６は、図５のＶＩ－ＶＩにおける断面図である。

【0022】

図１～図６に示されるように、リンク作動装置１００は、球面リンク機構１０と、原点位置決め部材２０と、駆動源３０とを有している。

【0023】

＜球面リンク機構１０の詳細構成＞
球面リンク機構１０は、基端リンクハブ１１と、先端リンクハブ１２と、複数のリンク１３と、複数の中間リンクハブ１４とを有している。

【0024】

基端リンクハブ１１及び先端リンクハブ１２は、例えば、平板状である。但し、基端リンクハブ１１及び先端リンクハブ１２の形状は、これに限られるものではない。以下においては、基端リンクハブ１１の中心軸線を第１中心軸線とし、先端リンクハブ１２の中心軸線を第２中心軸線とする。図示されていないが、例えば先端リンクハブ１２には、エンドエフェクタが取り付けられる。

【0025】

複数のリンク１３の数は、例えば、３である。但し、複数のリンク１３の数は、４以上であってもよい。複数のリンク１３の各々は、第１中心軸線を中心とする円周に沿う方向において、例えば、等間隔で配置されている。リンク１３は、第１端部リンク部材１３ａと、第２端部リンク部材１３ｂと、中間リンク部材１３ｃとを有している。

【0026】

第１端部リンク部材１３ａは、第１端部リンク部材１３ａの一方端において、第１回転軸回りに回転可能に、基端リンクハブ１１に連結されている。第２端部リンク部材１３ｂは、第２端部リンク部材１３ｂの一方端において、第２回転軸回りに回転可能に、先端リンクハブ１２に連結されている。第１端部リンク部材１３ａ及び第２端部リンク部材１３ｂは、例えば、Ｌ字形状である。

【0027】

中間リンク部材１３ｃは、中間リンク部材１３ｃの一方端において、第３回転軸回りに可能に、第１端部リンク部材１３ａの他方端に連結されている。また、中間リンク部材１３ｃは、中間リンク部材１３ｃの他方端において、第４回転軸回りに可能に、第２端部リンク部材１３ｂの他方端に連結されている。中間リンク部材１３ｃは、例えば、Ｌ字形状である。

【0028】

第１回転軸、第３回転軸及び第１中心軸線は、第１球面リンク中心点で交差している。第２回転軸、第４回転軸及び第２中心軸線は、第２球面リンク中心点で交差している。そのため、基端リンクハブ１１は第１球面リンク中心点を中心とする球面（第１移動球面）上を移動し、先端リンクハブ１２は第２球面リンク中心点を中心とする球面（第２移動球面）上を移動する。すなわち、球面リンク機構１０は、２つの球面リンク機構が組み合わされた構造になっている。

【0029】

複数の中間リンクハブ１４の数は、複数のリンク１３の数に等しい。中間リンクハブ１４は、連結部１４ａと、ビーム部１４ｂとを有している。連結部１４ａは、複数のリンク１３の内側に配置されている。

【0030】

複数の中間リンクハブ１４の各々の連結部１４ａは、第５回転軸回りに回転可能に、相互に連結されている。第５回転軸は、第１球面リンク中心点及び第２球面リンク中心点の双方を通過している。このことを別の観点から言えば、第５回転軸は、第１移動球面と第２移動球面とが交わる面（円形状を有する中間平面）の中心を通り、かつ中間平面に直交している。このことは、基端リンクハブ１１及び先端リンクハブ１２の位置・姿勢にかかわらず常に成立している。そのため、球面リンク機構１０は、複数の中間リンクハブ１４を有していない場合と同様の動作が可能である。

【0031】

連結部１４ａには、第１貫通穴１４ａａが形成されている。第１貫通穴１４ａａは、第５回転軸の方向に沿って連結部１４ａを貫通している。複数の中間リンクハブ１４の各々の第１貫通穴１４ａａは、相互に重なっている。

【0032】

第１貫通穴１４ａａの内壁面には、第１溝１４ａｂ及び第２溝１４ａｃが形成されている。第１溝１４ａｂ及び第２溝１４ａｃは、第１貫通穴１４ａａの内壁面から第１貫通穴１４ａａの径方向外側に向かって延在している。第１溝１４ａｂ及び第２溝１４ａｃは、第１貫通穴１４ａａの中心に関して対称な位置にある。

【0033】

複数の中間リンクハブ１４の各々の第１溝１４ａｂ及び第２溝１４ａｃは、先端リンクハブ１２が原点位置にある際に、相互に重なるように形成されている。先端リンクハブ１２は、第２中心軸線が第１中心軸線と同一直線上にあるとき（球面リンク機構１０の折れ各が０°であるとき）に、原点位置にある。

【0034】

ビーム部１４ｂは、ビーム部１４ｂの一方端において連結部１４ａに接続されている。また、ビーム部１４ｂは、ビーム部１４ｂの他方端において中間リンク部材１３ｃに接続されている。中間リンクハブ１４（連結部１４ａ及びビーム部１４ｂ）は、中間リンク部材１３ｃと一体形成されていてもよい。

【0035】

＜原点位置決め部材２０の詳細構成＞
原点位置決め部材２０は、板状である。原点位置決め部材２０は、第１端２０ａと、第２端２０ｂとを有している。第１端２０ａ及び第２端２０ｂは、原点位置決め部材２０の長手方向における端である。第２端２０ｂは、第１端２０ａの反対側の端である。

【0036】

原点位置決め部材２０は、第１部分２１と、第２部分２２とを有している。第１部分２１は原点位置決め部材２０の第１端２０ａ側の部分であり、第２部分２２は原点位置決め部材２０の第２端２０ｂ側の部分である。原点位置決め部材２０の長手方向に直交する方向における第１部分２１の幅は、原点位置決め部材２０の長手方向に直交する方向における第２部分２２の幅よりも大きい。原点位置決め部材２０の長手方向に直交する方向における第１部分２１の幅は、第１端２０ａに近づくにつれて、小さくなっている。

【0037】

原点位置決め部材２０は、先端リンクハブ１２が原点位置にある際に複数の中間リンクハブ１４の各々の第１貫通穴１４ａａ（より具体的には、第１溝１４ａｂ及び第２溝１４ａｃ）に挿入されることにより、複数の中間リンクハブ１４が第５回転軸回りに相互に回転不能になる。

【0038】

複数の中間リンクハブ１４が第５回転軸回りに相互に回転不能になると、基端リンクハブ１１、先端リンクハブ１２及び複数のリンク１３の位置及び姿勢が固定されることにより、先端リンクハブ１２が原点位置に固定される。なお、原点位置決め部材２０は、複数の中間リンクハブ１４のうちの少なくとも２つ以上を第５回転軸回りに回転不能にすれば足りる。

【0039】

＜駆動源３０の詳細構成＞
駆動源３０は、例えば、モータである。複数の駆動源３０の数は、例えば、複数のリンク１３の数に等しい。但し、複数の駆動源３０の数は、２つ以上であれば、複数のリンク１３の数より少なくてもよい。複数の駆動源３０の各々は、複数のリンク１３の各々の第１端部リンク部材１３ａを第１回転軸回りに回転させる。この回転量を変化させることにより、先端リンクハブ１２の位置及び姿勢が変化される。

【0040】

＜リンク作動装置１００での原点位置決め方法＞
図７は、リンク作動装置１００での原点位置決め方法を示す工程図である。図７に示されるように、リンク作動装置１００での原点位置決め方法は、準備工程Ｓ１と、原点位置決め部材挿入工程Ｓ２と、予圧工程Ｓ３と、記録工程Ｓ４とを有している。原点位置決め部材挿入工程Ｓ２は、準備工程Ｓ１の後に行われる。予圧工程Ｓ３は、原点位置決め部材挿入工程Ｓ２の後に行われる。記録工程Ｓ４は、予圧工程Ｓ３の後に行われる。

【0041】

準備工程Ｓ１では、リンク作動装置１００が準備される。原点位置決め部材挿入工程Ｓ２では、第１に、駆動源３０が第１端部リンク部材１３ａを第１回転軸回りに回転させる量を調整することにより、先端リンクハブ１２を原点位置まで移動させる。原点位置決め部材挿入工程Ｓ２では、第２に、原点位置決め部材２０が、複数の中間リンクハブ１４の各々の第１貫通穴１４ａａ（第１溝１４ａｂ及び第２溝１４ａｃ）に挿入される。これにより、複数の中間リンクハブ１４の第５回転軸回りに回転不能となり、先端リンクハブ１２が原点位置に固定される。

【0042】

予圧工程Ｓ３では、複数の駆動源３０の各々が複数のリンク１３の各々の第１端部リンク部材１３ａを第１回転軸回りに回転させるトルクを発生させることにより、複数のリンク１３の各々に予圧が行われる。記録工程Ｓ４では、上記の予圧が行われている状態での複数の駆動源３０の各々のトルクが記録又は出力される。

【0043】

記録工程Ｓ４では、複数の駆動源３０の各々のトルクに代えて、複数の駆動源３０の各々の動作量が記録又は出力されてもよく、複数のリンク１３の各々の位置が記録又は出力されてもよい。この際に記録又は出力された複数の駆動源３０の各々のトルク（複数の駆動源３０の各々の動作量、複数のリンク１３の各々の位置）は、リンク作動装置１００の動作時における複数の駆動源３０の各々の出力に反映される。これにより、リンク作動装置１００の動作時における各回転対偶部のガタつきを抑制できる。

【0044】

＜リンク作動装置１００の効果＞
リンク作動装置１００では、原点位置決め部材２０を複数の中間リンクハブ１４の第１貫通穴１４ａａに挿入することにより、先端リンクハブ１２の原点位置決めができる。そのため、リンク作動装置１００では、先端リンクハブ１２の原点位置決めに際して、原点位置決め部材２０が先端リンクハブ１２に取り付けられているエンドエフェクタと干渉することが抑制されている。

【0045】

（第２実施形態）
第２実施形態に係るリンク作動装置（以下においては、「リンク作動装置１００Ａ」とする）を説明する。ここでは、リンク作動装置１００と異なる点を主に説明し、重複する説明は繰り返さないものとする。

【0046】

図８は、リンク作動装置１００Ａの斜視図である。図９は、リンク作動装置１００Ａの正面図である。図１０は、図９のＸ－Ｘにおける断面図である。図１１は、リンク作動装置１００Ａの平面図である。図１２は、図１１のＸＩＩ－ＸＩＩにおける断面図である。なお、図８～図１２中では、駆動源３０の図示が省略されている。図８～図１２に示されるように、リンク作動装置１００Ａでは、複数の中間リンクハブ１４の各々の連結部１４ａに、第２貫通穴１４ａｄが形成されている。

【0047】

第２貫通穴１４ａｄは、第５回転軸の方向に沿って連結部１４ａを貫通している。第２貫通穴１４ａｄは、連結部１４ａの中心からずれた位置にある。複数の中間リンクハブ１４の各々の第２貫通穴１４ａｄは、先端リンクハブ１２が原点位置にある際に、相互に重なるように形成されている。

【0048】

リンク作動装置１００Ａでは、原点位置決め部材２０が、先端リンクハブ１２が原点位置にある際に、複数の中間リンクハブ１４の各々の第２貫通穴１４ａｄに挿入される。これにより、複数の中間リンクハブ１４が第５回転軸回りに相互に回転不能になる。なお、リンク作動装置１００Ａでは、原点位置決め部材２０が棒状である。

【0049】

リンク作動装置１００Ａでは、基端リンクハブ１１に第３貫通穴１１ａが形成されており、先端リンクハブ１２に第４貫通穴１２ａが形成されている。第３貫通穴１１ａは、基端リンクハブ１１の中心からずれた位置に形成されている。第４貫通穴１２ａは、先端リンクハブ１２の中心からずれた位置にある。先端リンクハブ１２が原点位置にある際に、第３貫通穴１１ａ及び第４貫通穴１２ａは、複数の中間リンクハブ１４の各々の第２貫通穴１４ａｄと重なる位置にある。先端リンクハブ１２が原点位置にある際に、原点位置決め部材２０は、複数の中間リンクハブ１４の各々の第２貫通穴１４ａｄに加え、第３貫通穴１１ａ及び第４貫通穴１２ａに挿入される。

【0050】

リンク作動装置１００Ａでは、先端リンクハブ１２が原点位置にある際に、原点位置決め部材２０が複数の中間リンクハブ１４の各々の第２貫通穴１４ａｄに挿入されることにより、複数の中間リンクハブ１４が第５回転軸回りに相互に回転不能になる。そのため、リンク作動装置１００Ａでは、先端リンクハブ１２の原点位置決めに際して、原点位置決め部材２０が先端リンクハブ１２に取り付けられているエンドエフェクタと干渉することが抑制されている。

【0051】

また、リンク作動装置１００Ａでは、先端リンクハブ１２が原点位置にある際に、原点位置決め部材２０が複数の中間リンクハブ１４の各々の第２貫通穴１４ａｄに加えて第３貫通穴１１ａ及び第４貫通穴１２ａに挿入される。そのため、リンク作動装置１００Ａでは、原点位置決め部材２０による先端リンクハブ１２の原点位置決めが、さらに強固に行われることになる。なお、第４貫通穴１２ａは先端リンクハブ１２の中心からずれた位置にあるため、先端リンクハブ１２の原点位置決めに際して、原点位置決め部材２０は、先端リンクハブ１２に取り付けられているエンドエフェクタと干渉しにくい。

【0052】

（第３実施形態）
第３実施形態に係るリンク作動装置（以下においては、「リンク作動装置１００Ｂ」とする）を説明する。ここでは、リンク作動装置１００Ａと異なる点を主に説明し、重複する説明は繰り返さないものとする。

【0053】

図１３は、リンク作動装置１００Ｂの斜視図である。図１４は、リンク作動装置１００Ｂの正面図である。図１５は、リンク作動装置１００Ｂの平面図である。図１６は、図１４のＸＶＩ－ＸＶＩにおける断面図である。図１７は、図１５のＸＶＩＩ－ＸＶＩＩにおける断面図である。図１３～図１７に示されるように、リンク作動装置１００Ｂでは、連結部１４ａが複数のリンク１３の外側に配置されている。リンク作動装置１００Ｂでは、連結部１４ａが環状である。

【0054】

リンク作動装置１００Ｂでは、第２貫通穴１４ａｄが、連結部１４ａの外周面にスリット状に形成されている。リンク作動装置１００Ｂでは、第２貫通穴１４ａｄが、連結部１４ａの外周面から連結部１４ａの径方向内側に延在している。

【0055】

リンク作動装置１００Ｂでは、原点位置決め部材２０が板状である。リンク作動装置１００Ｂでは、原点位置決め部材２０が、先端リンクハブ１２が原点位置にある際に、複数の中間リンクハブ１４の各々の第２貫通穴１４ａｄに挿入される。これにより、複数の中間リンクハブ１４が第５回転軸回りに相互に回転不能になる。

【0056】

上記のとおり、リンク作動装置１００Ｂでは、先端リンクハブ１２が原点位置にある際に、原点位置決め部材２０が複数の中間リンクハブ１４の各々の第２貫通穴１４ａｄに挿入されることにより、複数の中間リンクハブ１４が第５回転軸回りに相互に回転不能になる。また、リンク作動装置１００Ｂでは、連結部１４ａが複数のリンク１３の外側に配置されている。そのため、リンク作動装置１００Ｂでは、先端リンクハブ１２の原点位置決めに際して、原点位置決め部材２０が先端リンクハブ１２に取り付けられているエンドエフェクタと干渉することが抑制されている。

【0057】

（第４実施形態）
第４実施形態に係るリンク作動装置（以下においては、「リンク作動装置１００Ｃ」とする）を説明する。ここでは、リンク作動装置１００Ａと異なる点を主に説明し、重複する説明は繰り返さないものとする。

【0058】

図１８は、リンク作動装置１００Ｃの斜視図である。図１９は、リンク作動装置１００Ｃの正面図である。図２０は、リンク作動装置１００Ｃの側面図である。図２１は、図１９のＸＸＩ－ＸＸＩにおける断面図である。図２２は、図２０のＸＸＩＩ－ＸＸＩＩにおける断面図である。図２３は、図２２の領域ＸＸＩＩＩにおける拡大図である。図１８～図２３に示されるように、リンク作動装置１００Ｃでは、球面リンク機構１０が格納部材１５をさらに有している。格納部材１５は、基端リンクハブ１１に取り付けられている。

【0059】

リンク作動装置１００Ｃでは、複数の中間リンクハブ１４のうちの１つの中間リンクハブ１４を第１中間リンクハブとし、複数の中間リンクハブ１４のうちのその他の中間リンクハブ１４を第２中間リンクハブとする。リンク作動装置１００Ｃでは、第１中間リンクハブの連結部１４ａが、軸部１４ｃを有している。軸部１４ｃは、第５回転軸の方向に延在する筒状である。

【0060】

第２中間リンクハブの連結部１４ａは、軸部１４ｃ回りに回転可能に軸部１４ｃに取り付けられている。これにより、複数の中間リンクハブ１４の各々の連結部１４ａは、第５回転軸回りに相互に回転可能になっている。なお、軸部１４ｃと第２中間リンクハブの連結部１４ａとの間には、回転抵抗低減部材１６が配置されている。これにより、軸部１４ｃと第２中間リンクハブの連結部１４ａとの間の回転抵抗が低減されている。回転抵抗低減部材１６は、例えば、転がり軸受又は滑り軸受である。

【0061】

リンク作動装置１００Ｃでは、先端リンクハブ１２が原点位置にある際に、原点位置決め部材２０が、第２貫通穴１４ａｄに挿入される。これにより、複数の中間リンクハブ１４が第５回転軸回りに相互に回転不能になる。なお、原点位置決め部材２０は、先端リンクハブ１２が原点位置にある際に、第２貫通穴１４ａｄに加えて、軸部１４ｃに挿入されてもよい。

【0062】

リンク作動装置１００Ｃでは、原点位置決め部材２０が、握把部２３を有していてもよい。リンク作動装置１００Ｃでは、先端リンクハブ１２が原点位置にある際に握把部２３を上方に持ち上げることにより、原点位置決め部材２０が第２貫通穴１４ａｄ及び軸部１４ｃに挿入される。

【0063】

リンク作動装置１００Ｃでは、原点位置決め部材２０が、格納部材１５に格納されている。すなわち、リンク作動装置１００Ｃでは、原点位置決め部材２０が球面リンク機構１０に保持されている。但し、原点位置決め部材２０のうちの第２貫通穴１４ａｄ及び軸部１４ｃに挿入される部分及び握把部２３は、格納部材１５の外部に位置している。

【0064】

上記のとおり、リンク作動装置１００Ｃでは、先端リンクハブ１２が原点位置にある際に、原点位置決め部材２０が複数の中間リンクハブ１４の各々の第２貫通穴１４ａｄに挿入されることにより、複数の中間リンクハブ１４が第５回転軸回りに相互に回転不能になる。そのため、リンク作動装置１００Ｂでは、先端リンクハブ１２の原点位置決めに際して、原点位置決め部材２０が先端リンクハブ１２に取り付けられているエンドエフェクタと干渉することが抑制されている。

【0065】

また、リンク作動装置１００Ｃでは、原点位置決め部材２０が球面リンク機構１０（格納部材１５）に保持されている。そのため、リンク作動装置１００Ｃでは、原点位置決め部材２０の紛失及び落下が抑制されている。

【0066】

（第５実施形態）
第５実施形態に係るリンク作動装置（以下においては、「リンク作動装置１００Ｄ」とする）を説明する。ここでは、リンク作動装置１００Ａと異なる点を主に説明し、重複する説明は繰り返さないものとする。

【0067】

図２４は、リンク作動装置１００Ｄの斜視図である。図２５は、リンク作動装置１００Ｄの平面図である。図２６は、図２５のＸＸＶＩ－ＸＸＶＩにおける断面図である。図２４～図２６に示されるように、リンク作動装置１００Ｄは、光源４０と、検出器５０と、架台６０とを有している。しかしながら、リンク作動装置１００Ｄは、原点位置決め部材２０を有していない。

【0068】

リンク作動装置１００Ｄでは、球面リンク機構１０及び検出器５０が架台６０上に配置されている。リンク作動装置１００Ｄでは、連結部１４ａが複数のリンク１３の外側に配置されている。リンク作動装置１００Ｄでは、連結部１４ａが環状である。

【0069】

光源４０は、光４１を発生させる。光源４０は例えばレーザ発振器であり、光４１はレーザ光である。複数の中間リンクハブ１４の各々の第２貫通穴１４ａｄは、先端リンクハブ１２が原点位置にある際に、相互に重なっている。光４１は、先端リンクハブ１２が原点位置にある際に、複数の中間リンクハブ１４の各々の第２貫通穴１４ａｄを通り、検出器５０に照射される。他方で、先端リンクハブ１２が原点位置にないと、光４１は、複数の中間リンクハブ１４の各々の連結部１４ａにより遮られ、検出器５０に照射されない。

【0070】

検出器５０は、光４１が照射されることにより、光４１が照射されていることを示す信号を出力する。検出器５０は、例えば、フォトダイオードである。そのため、検出器５０からの出力信号に基づき、先端リンクハブ１２が原点位置にあることが検出される。

【0071】

連結部１４ａには、エンコーダ１４ａｅが設けられている。先端リンクハブ１２が原点位置にある際に、エンコーダ１４ａｅの値が記録される。また、リンク作動装置１００Ｄが動作している際のエンコーダ１４ａｅの値と先端リンクハブ１２が原点位置にある際に記録されたエンコーダ１４ａｅの値との比較を行うことにより、リンク作動装置１００Ｄの動作中における先端リンクハブ１２の位置を決定することができる。

【0072】

リンク作動装置１００Ｄでは、複数の中間リンクハブ１４の第２貫通穴１４ａｄに光４１を通すことにより、先端リンクハブ１２の原点位置決めができる。そのため、リンク作動装置１００では、先端リンクハブ１２の原点位置決めに際して原点位置決め部材２０を用いる必要がなく、原点位置決め部材２０が先端リンクハブ１２に取り付けられているエンドエフェクタと干渉することが抑制される。

【0073】

以上のように本発明の実施形態について説明を行ったが、上述の実施形態を様々に変形することも可能である。また、本発明の範囲は、上述の実施形態に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むことが意図される。

【産業上の利用可能性】

【0074】

上記の実施形態は、球面リンク機構を有するリンク作動装置に特に有利に適用することができる。

【符号の説明】

【0075】

１０ 球面リンク機構、１１ 基端リンクハブ、１１ａ 第３貫通穴、１２ 先端リンクハブ、１２ａ 第４貫通穴、１３ リンク、１３ａ 第１端部リンク部材、１３ｂ 第２端部リンク部材、１３ｃ 中間リンク部材、１４ 中間リンクハブ、１４ａ 連結部、１４ａａ 第１貫通穴、１４ａｂ 第１溝、１４ａｄ 第２貫通穴、１４ａｅ エンコーダ、１４ｂ ビーム部、１４ｃ 軸部、１５ 格納部材、１６ 回転抵抗低減部材、２０ 原点位置決め部材、２０ａ 第１端、２０ｂ 第２端、２１ 第１部分、２２ 第２部分、２３ 握把部、３０ 駆動源、４０ 光源、４１ 光、５０ 検出器、６０ 架台、１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ リンク作動装置、Ｓ１ 準備工程、Ｓ２ 原点位置決め部材挿入工程、Ｓ３ 予圧工程、Ｓ４ 記録工程。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】